DE2815087C2 - Steering device for a projectile - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Geschoßlenkvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Das Geschoß kann z. B. ein Artilleriegeschoß oder eine Rakete sein.The invention relates to a projectile steering device of the type specified in the preamble of claim 1. The floor can e.g. B. be an artillery shell or a missile.
Aus der US-PS 35 88 003 ist eine Lenkvorrichtung für ein drallstabilisiertes Geschoß bekannt, die die im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist. Um Änderungen der Flugbahn durch Windeinfluß oder andere Störgrößen, die eine Abweichung der Geschoßlängsachse von der vorgegebenen Richtung versursachen, zu kompensieren, ist anstelle der vielfach verwendeten, anstellbaren Leitflossen ein kardanisch gelagerter Kreisel vorgesehen, der die Verteilvorrichtung am Ausgang der Düse derart steuert, daß der Gasstrom sich unsymmetrisch auf die anschließenden Leitungen aufteilt, sobald die Geschoßlängsachse von der Kreiselachse abweicht. Da die Austrittsöffnungen im Mantel des Geschoßkörpers außerhalb der den Gewichtsschwerpunkt enthaltenden Querebene liegen, wird auf diese Weise ein Drehmoment erzeugt, das die Geschoßlängsachse wieder in Übereinstimmung mit der Kreiselachse bringt. Störeinflüsse, die das Geschoß parallel zu sich selbst vernetzen, können durch diese Lenkvorrichtung nicht kompensiert werden.From US-PS 35 88 003 a steering device for a twist-stabilized projectile is known, which in the generic term of claim 1 has specified features. To change the trajectory by the influence of wind or other disturbance variables that cause a deviation of the longitudinal axis of the projectile from the specified Trying to compensate for direction is instead of the widely used adjustable guide fins a gimbal mounted gyro is provided which controls the distribution device at the nozzle outlet in such a way that that the gas flow is distributed asymmetrically on the adjoining lines as soon as the longitudinal axis of the storey is reached deviates from the gyro axis. Since the outlet openings in the jacket of the projectile body outside the the transverse plane containing the center of gravity, a torque is generated in this way that brings the longitudinal axis of the bullet back into line with the axis of the gyro. Interferences affecting the projectile network parallel to themselves cannot be compensated by this steering device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Geschoßlenkvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die eine Korrektur der Geschoßflugbahn ohne Änderung des Winkels zwischen der Flugrichtung und der Geschoßlängsachse gestattet.The invention is based on the object of a projectile steering device of the generic type to create a correction of the projectile trajectory without Change of the angle between the flight direction and the projectile longitudinal axis permitted.
D:e Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegebenen.The solution to this problem is given in claim 1.
Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.The subclaims relate to advantageous embodiments.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Lenkvorrichtung zwei Gasgeneratoren, die symmetrisch zu beiden Seiten des Schwerpunktes koaxial zum Geschoßkörper angeordnet sind und die gegenseitig in Verbindung stehen. Des weiteren ist eine Verteilvorrichtung für die Gase vorgesehen, um diese in einer bestimmten von mindestens zwei in bezug auf die Geschoßlängsachse symmetrischen Richtungen nach außen zu leiten.According to a preferred embodiment, the steering device comprises two gas generators, which are symmetrical are arranged on both sides of the center of gravity coaxially to the projectile body and mutually in Connected. Furthermore, a distribution device is provided for the gases to this in a determined of at least two outward directions which are symmetrical with respect to the longitudinal axis of the projectile to direct.
Bei dieser Anordnungsweise wird durch das Ausströmen des Gases aus den beiden Gasgeneratoren der Schwerpunkt des Geschosses nicht verlagert, da die Verminderung der Treibstoffmasse auf beiden Seiten des Zentrums die gleiche ist. Diese Ausbildung trägt folglich wirksam zur Beibehaltung des Gleichgewichts während des Betriebs der Lenkvorrichtung bei.With this arrangement, the gas flows out of the two gas generators The bullet's center of gravity is not shifted because the fuel mass is reduced on both sides of the center is the same. This training is therefore effective in maintaining balance during operation of the steering device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestehen die Gasgereratoren aus zwei Vorratslagern von Raketentreibstoff, die untereinander über mindestens einen Längskanal verbunden sind, wobei eine Entleerungsdüse für das Verbrennungsgas in der Nähe des genannten Kanals in einer Wand eines der beiden Vorräte koaxial zum Geschoß angeordnet ist. Diese Düse steht mit mindestens zwei Gasaustrittsleitungen in Verbindung, die in Richtungen liegen, die zur Geschoßlängsachse symmetrisch sind. Zwischen die beiden Vorratslager ist eine Verteilvorrichtung geschaltet, um die Verbrennungsgase in die eine oder die andere der genannten Richtungen 2u leiten.According to a further embodiment, the gas generators consist of two reservoirs of rocket fuel, which are connected to one another via at least one longitudinal channel, with an emptying nozzle for the combustion gas in the vicinity of said channel in a wall of one of the two stores coaxially is arranged to the floor. This nozzle is connected to at least two gas outlet lines, which in Directions lie that are symmetrical to the longitudinal axis of the storey. There is one between the two storage areas Distribution device connected to the combustion gases in one or the other of the directions mentioned 2u direct.
Die Ansprechzeit der Gasverteilvorrichtung und folglich das Auftreten der Schubkraft liegt im Bereich von Millisekunden. Dies ist extrem gering verglichen mit der Ansprechzeit für das Auftreten der aerodynamischen Lenkkraft bei bekannten Systemen, bei denen die Zeitverzögerung im Bereich zwischen 0,2 bis 0,5 Sek. liegt. Es können gleichermaßen als Generatoren Bomben mit komprimiertem Gas verwendet werden, deren Ansprechzeit ebenfalls sehr gering ist, die jedoch eine geringere Energiespeicherdichte aufweisen.The response time of the gas distribution device and consequently the occurrence of the thrust is in the range of Milliseconds. This is extremely short compared to the response time for the occurrence of the aerodynamic Steering force in known systems in which the time delay is in the range between 0.2 and 0.5 seconds. Bombs with compressed gas can also be used as generators, their response time is also very low, but they have a lower energy storage density.
so Gemäß einer Besonderheit der Erfindung besteht das Verteilsystem aus einer um eine zur Geschoßlängsachse senkrechte Achse drehbaren Zunge, die einen annäherungsweise dreieckförmigen Umriß aufweist, wobei die Spitze des Dreiecks in die Düse eingreift und die von der Spitze ausgehenden Kanten mit den Wänden der sich erweiternden Düse Gasaustrittsleitungen bilden, durch die das Gas quer zur Geschoßflugbahn nach außen tritt. Diese Zunge ist mit einer Steuerungsvorrichtung ausgerüstet, durch die sie aus einer Lage in die andere geschwenkt werden kann, um das Gas durch die eine oder die andere Austrittsleitung abzuleiten.According to a special feature of the invention, the distribution system consists of a one around the longitudinal axis of the floor vertical axis rotatable tongue, which has an approximately triangular outline, the The tip of the triangle engages in the nozzle and the edges emanating from the tip with the walls of the itself widening nozzle form gas outlet lines through which the gas emerges transversely to the projectile trajectory to the outside. This tongue is equipped with a control device that allows it to pivot from one position to the other can be to divert the gas through one or the other outlet line.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below with reference to the exemplary embodiment shown schematically in the figures explained in more detail. It shows
F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Geschosses, das mit einer Lenkvorrichtung nach der
Erfindung ausgerüstet ist,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Lenkvor-F i g. 1 is a partially broken away side view of a projectile equipped with a steering device according to the invention,
Fig. 2 shows a first embodiment of a steering device
richtung gemäß der Erfindung in vergrößertem Maßstab (gesehen entlang der Schnittfläche H-II der F i g. 3),direction according to the invention on an enlarged scale (seen along the sectional area H-II of FIG. 3),
Fig.3 einen Querschnitt durch die Lenkvorrichtung (gesehen in Richtung K der F i g. 2),3 shows a cross section through the steering device (viewed in the direction K of FIG. 2),
F i g. 4 einen Teilschnitt einer ersten Ausführungsform für eine Verteilvorrichtung und der dazu gehörigen Steuervorrichtung, mit der die in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Lenkvorrichtungen ausgerüstet sein können, F i g. 4 shows a partial section of a first embodiment for a distribution device and the associated one Control device with which the FIG. 1 to 3 shown steering devices can be equipped,
F i g. 5 ein Vektordiagramm der Gasströme, die durch die Lenkvorrichtung erzeugt werden können,F i g. 5 is a vector diagram of the gas flows that can be generated by the steering device,
F i g. 6 eine Ausführungsvariante der Verteilvorrichtung ähnlich derjenigen der F i g. 4,F i g. 6 shows a variant embodiment of the distribution device similar to that of FIG. 4,
F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Zunge des Gasverteilsystems, mit der der Gasstrahl in vier zueinander senkrechte Richtungen, die alle durch einen auf der Längsachse des Geschosses gelegenen Punkt gehen, gerichtet werden kann,F i g. 7 is a perspective view of a second embodiment of the tongue of the gas distribution system, with which the gas jet in four mutually perpendicular directions, all through one on the longitudinal axis of the Point located on the floor, can be directed,
F i g. 8 eine perspektivische Ansicht eines feststehenden Teils, das zur Verteilerzunge der Fi g. 7 gehört und durch das die sich erweiternde Düse begrenzt wird,F i g. FIG. 8 is a perspective view of a stationary member that forms part of the manifold tongue of FIG. 7 heard and by which the expanding nozzle is limited,
F i g. 9 ein Längsschnitt durch das feststehende Teil und die Verteilerzunge gemäß den F i g. 7 und 8, wobei die Zunge in das feststehende Teil eingreift,F i g. 9 shows a longitudinal section through the fixed part and the distributor tongue according to FIGS. 7 and 8, where the tongue engages in the fixed part,
F i g. 10 eine perspektivische Ansicht der aus der Zunge und dem festen Teil gemäß F i g. 7 bis 9 bestehenden Einheit, wobei die Zunge sich in einer Stellung befindet, bei der das Gas in zwei der vier Richtungen ausströmen kann,F i g. 10 is a perspective view of the tongue and the fixed part according to FIG. 7 to 9 existing ones Unit with the tongue in a position where the gas flows out in two of the four directions can,
F i g. 11 eine perspektivische Ansicht der Einheit gemäß F i g. 10, gesehen von der Seite der Düse,F i g. 11 is a perspective view of the unit according to FIG F i g. 10, seen from the side of the nozzle,
Fig. 12 ein Schnitt durch die Düse, wobei die Gasaustrittsrichtungen für den Fall zu erkennen sind, bei dem sich die Zunge in der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Stellung befindet.12 shows a section through the nozzle, with the gas outlet directions for the case in which the tongue is in that shown in FIGS. 10 and 11 can be seen Position.
Fig. 13 ein Schema zur Erläuterung der verschiedenen möglichen Gasstrahlrichtungen bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 7 bis 12.13 is a diagram for explaining the various possible gas jet directions in the embodiment according to FIGS. 7 to 12.
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Verteilzunge der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Die Zunge ist so ausgebildet, daß das austretende Gas einen Strahlmantel um die Längsachse des Geschosses bildet.14 shows a perspective view of a third embodiment of the distribution tongue of the device according to FIG the invention. The tongue is designed so that the escaping gas forms a jet jacket around the longitudinal axis of the storey.
Fig. 15 eine vereinfachte Ansicht des Geschoßmantels in der Gegend der Gasaustrittsleitungen, wobei der Geschoßmantel an die Ausführungsform gemäß der Fi g. 14 angepaßt ist. um das Austreten des Gases entlang des ganzen Geschoßumfanges zu ermöglichen,15 is a simplified view of the projectile jacket in the area of the gas outlet lines, the projectile jacket being adapted to the embodiment according to FIG Fi g. 14 is adapted. to allow the gas to escape along the entire circumference of the projectile,
Fig. 16 eine Ansicht analog derjenigen gemäß der F i g. 12, wobei zu erkennen ist, daß die Zunge gegen die Wand der Düse gedrückt ist. um den Gasstrahl in die frei bleibenden Richtungen zu lenken,16 shows a view analogous to that according to FIG. 12, it can be seen that the tongue against the Wall of the nozzle is pressed. to direct the gas jet in the remaining free directions,
Fig. 17 eine Ausführungsvariante zu der in Fig.4 dargestellten Steuerungsvorrichtung.17 shows a variant of the embodiment shown in FIG illustrated control device.
Bei der in den F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform ist ein Geschoß I durch eine Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet. Erfindungsgemäß besitzt die Lenkvorrichtung 2 Mittel, die geeignet sind, eine zur Längsachse XX des Geschosses 1 senkrechte Kraft zu entwickeln. Ferner ist ein Umschaltsystem zur Änderung der Richtung dieser Kraft vorgesehen.In the case of the FIGS. 1 to 5 illustrated embodiment, a projectile I is equipped by a steering device according to the invention. According to the invention, the steering device 2 has means which are suitable for developing a force perpendicular to the longitudinal axis XX of the projectile 1. Furthermore, a switching system is provided for changing the direction of this force.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die genannten Mittel aus einer Energiequelle für die Lenkung, die in der Nähe des Schwerpunktes C des Geschosses 1 angeordnet ist Genauer gesagt besteht die Energiequelle der Lenkvorrichtung 2 aus zwei identischen Gasgeneratoren 4a und 4b, die symmetrisch zu beiden Seiten des Schwerpunktes G und koaxial zum Geschoß 1 angeordnet sind. Die Gasgeneratoren 4a, 4b stehen gegenseitig in Verbindung. Es sind Mittel vorgesehen, um den Gasstrom in bestimmten Richtungen aus dem Geschoß 1 austreten zu lassen oder diesen umzuschalten. Die Richtungen sind symmetrisch in bezug auf die Längsachse XX. Wie aus F i g. 5 hervorgeht, können diese Richtungen senkrecht zur Achse XX(Fi und F2) oder geneigt gegen diese sein, wie das für den Fall der Richtungen F3 und F 4 gezeigt ist. Die entsprechenden Reaktionskräfte (nicht dargestellt) sind entgegengesetzt gerichtet. Folglich kann Fl als Kraft angesehen werden, die aus dem Gasaussloß in Richtung des Pfeiles F2 resultiert und umgekehrt.In the illustrated embodiment, said means consist of an energy source for the steering, which is arranged near the center of gravity C of the projectile 1 More precisely, the energy source of the steering device 2 consists of two identical gas generators 4a and 4b, which are symmetrical on both sides of the center of gravity G and are arranged coaxially to the floor 1. The gas generators 4a, 4b are mutually connected. Means are provided to allow the gas flow to exit from the projectile 1 in certain directions or to switch it over. The directions are symmetrical with respect to the longitudinal axis XX. As shown in FIG. 5, these directions can be perpendicular to the axis XX (Fi and F2) or inclined to it, as is shown for the case of the directions F3 and F4. The corresponding reaction forces (not shown) are directed in opposite directions. Consequently, Fl can be viewed as the force that results from the gas outflow in the direction of arrow F2 and vice versa.
Die gegenüber der Achse XX geneigten Kräfte, die den Pfeilen F3 und F4 entsprechen, weisen eine Komponente senkrecht zur Achse, nämlich Fl und F2 in dem in F i g. 5 dargestellten Beispiel, auf sowie eine Komponente koaxial zu dem Geschoß, die entgegengesetzt gleich dem Vektor F5 ist.The forces inclined with respect to the axis XX , which correspond to the arrows F3 and F4 , have a component perpendicular to the axis, namely F1 and F2 in the one shown in FIG. 5, as well as a component coaxial with the projectile which is opposite to the vector F5 .
In den verschiedenen dargestellten Fällen konvergieren die Schubkräfte in einem gemeinsamen Punkt, der
auf der Achse XX liegt und den Schwerpunkt darstellt.
Die Gasgeneratoren 4a und 4b bestehen aus zwei Behältern mit festem Raketentreibstoff 5, die gegenseitig
durch zwti Längskanäle 6 verbunden sind. Zwischen den beiden Kanälen 6 ist für den Austritt der Verbrennungsgase
in der Wand des Behälters 4b koaxial zum Geschoß 1 eine Düse vorgesehen. Die Düse 7 steht über
zwei Austrittsleitungen mit den seitlichen Gasaustrittsöffnungen 8 in Verbindung, durch die die Gasströme in
zwei zur Längsachse XX symmetrischen Richtungen, beispielsweise symbolisiert durch die Pfeile F3 und F4
der F i g. 5. nach außen treten.In the various cases shown, the thrust forces converge in a common point, which lies on the axis XX and represents the center of gravity.
The gas generators 4a and 4b consist of two containers with solid rocket fuel 5, which are mutually connected by two longitudinal channels 6. A nozzle is provided between the two channels 6 for the exit of the combustion gases in the wall of the container 4b, coaxially to the projectile 1. The nozzle 7 is connected to the lateral gas outlet openings 8 via two outlet lines, through which the gas flows in two directions symmetrical to the longitudinal axis XX , for example symbolized by the arrows F3 and F4 in FIG. 5. Step outside.
Zwischen den beiden Treibstoffbehältern 4a und 4b ist ein Umschalt- oder Verteilungssystem 9 (F i g. 2 und 4) angeordnet, um die Verbrennungsgase in die eine oder andere genannte Richtung zu leiten. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt das Verteilsystem 9 eine Zunge 11, die drehbar um eine zur Längsachse XX des Geschosses senkrechte Achse 12 befestigt ist Die Zunge 11 besitzt eine näherungsweise dreieckige Form. Ihre abgerundete Spitze liegt in der Düse 7. Die Düse 7 ist durch zwei Platten 10 und 14 begrenzt, die in den Geschoßkörper 15 parallel zur Geschoßachse XX zwischen den Längskanälen 6 eingesetzt sind. Die Längskanäle 6 befinden sich zu beiden Seiten der Geschoßachse XX. Die Düse 7 wird des weiteren durch zwei seitliche Profilplatten 16 begrenzt Die letzteren sind zwischenA switching or distribution system 9 (FIGS. 2 and 4) is arranged between the two fuel tanks 4a and 4b in order to direct the combustion gases in one or the other direction mentioned. In the illustrated embodiment, the distribution system 9 comprises a tongue 11 which is rotatably attached about an axis 12 perpendicular to the longitudinal axis XX of the projectile. The tongue 11 has an approximately triangular shape. Its rounded tip lies in the nozzle 7. The nozzle 7 is delimited by two plates 10 and 14 which are inserted into the projectile body 15 parallel to the projectile axis XX between the longitudinal channels 6. The longitudinal channels 6 are located on both sides of the floor axis XX. The nozzle 7 is further limited by two lateral profile plates 16. The latter are between
so den Platten 10 und 14 in einer frei bleibenden Winkelekke zwischen diesen Platten und dem Geschoßkörper 15 befestigt so daß ihre sich gegenüberliegenden Kanten 16a einen Zwischenraum freilassen, der die Düse 7 darstellt so the plates 10 and 14 in a free corner corner between these plates and the projectile body 15 attached so that their opposing edges 16 a leave a gap which represents the nozzle 7 is
Die Kanten der Profilplatten 16, die von den Ecken 16a ausgehen und der Platte 11 gegenüberliegen, begrenzen mit den entsprechenden Kanten 11a der Zunge 11 die divergierenden Gasaustrittsleitungen für das Verbrennungsgas, das aus den Behältern 4a und 4b kommt Hierzu sind die Kanten 11a, die von der Spitze 13 ausgehen, konkav, so daß der Leitungsquerschnitt der Düse 7 zu den Mündungsöffnungen 8 hin zunimmt wodurch sich die Leitungen 17 wirksam erweitern. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die sich erweiternden Leitungen gegen die Längsachse XX des Geschosses geneigt so daß die Richtungen der aus diesen sich erweiternden Leitungen austretenden Gasströme ebenfalls gegen die Achse XXgeneigt sind.The edges of the profile plates 16, which start from the corners 16a and are opposite the plate 11, with the corresponding edges 11a of the tongue 11 delimit the diverging gas outlet lines for the combustion gas that comes from the containers 4a and 4b the tip 13 go out, concave, so that the line cross-section of the nozzle 7 increases towards the mouth openings 8, whereby the lines 17 expand effectively. In the embodiment shown, the widening lines are inclined towards the longitudinal axis XX of the projectile so that the directions of the gas flows emerging from these widening lines are also inclined towards the axis XX.
Die Zunge 11 ist mit einer Steuerungsvorrichtung 18 verbunden, durch die sie um ihre Achse 12 von der einen zur anderen Seite geschwenkt werden kann, um das aus der Düse 7 kommende Gas in die eine oder andere der trichterförmigen Leitungen 17 zu leiten. Bei der in den F i g. 2 und 4 dargestellten Ausführungsform enthält die Steuerungsvorrichtung für das Umschwenken der Zunge 11 ein Servoventil 19 mit Doppelfunktion, das an beiden Enden zwei Magnetspulen 21 aufweist, die mit einem Kolben mit Doppelfunktion 18 verbunden sind. Das Servoventil 19, das entweder pneumatisch oder hydraulisch sein kann, ist mit seinem Zentralbereich an zwei gekrümmte Leitungen 22 angeschlossen, die an den sich gegenüberliegenden Enden einer länglichen Kammer 23 münden. Im Innern der Kammer 23 ist ein mit der Zunge 11 mechanisch verbundener Kolben 24 bewegbar.The tongue 11 is provided with a control device 18 connected, through which it can be pivoted about its axis 12 from one side to the other, to the point of the nozzle 7 coming gas into one or the other of the funnel-shaped lines 17. In the case of the F i g. The embodiment shown in FIGS. 2 and 4 contains the control device for pivoting the tongue 11 a servo valve 19 with a double function, which has two solenoid coils 21 at both ends, which with a piston with a double function 18 are connected. The servo valve 19, which is either pneumatic or hydraulic can be, is connected with its central region to two curved lines 22, which at the opposite ends of an elongated chamber 23 open. Inside the chamber 23 is a with the tongue 11 mechanically connected piston 24 movable.
Der Kolben 24 besteht aus einem Stab, der sich in der Kammer 23 in Abhängigkeit von den Steuerungsimpulsen der Magnetspulen 21 hin- und herbewegt. Er weist eine zentrale Aussparung 25 auf, in die eine Nase 26, die über ein Ansatzstück 27 mit der der Spitze 13 der Zunge 11 gegenüberliegenden Seite verbunden ist, eingreift.The piston 24 consists of a rod that moves in the chamber 23 as a function of the control pulses the solenoids 21 moved back and forth. It has a central recess 25 into which a nose 26, the engages via an extension piece 27 with the side opposite the tip 13 of the tongue 11.
Das Servoventil 19 besitzt eine Verteilkolbenstange 28. deren Enden an den Magnetspulen 21 befestigt sind. Durch die Erregung der Magnetspulen wird die Kolbenstange 28 in der einen oder anderen Richtung verschoben. Die Kolbenstange besitzt in ihrem zentralen Bereich zwei zylindrische Verdickungen 29, deren Abstand so gewählt ist, daß ihre Verschiebung in der einen oder anderen Richtung durch Erregung der Magnetspulen 21 die eine oder die andere der Leitungen 22 verschließt und gleichzeitig die Entleerung des nicht benutzten Teils des Koibens gestattet. Das Gehäuse des Servoventils 19 ist mit vier Austrittsöffnungen 90 und 91 versehen, wobei die Öffnungen 90 in der Nähe der Leitungsanschlüsse 22 liegen und in die Leitungen 22 münden, während die Öffnungen 91 zwischen den zylindrischen Abdeckteilen 29 und den Magnetspulen 21 liegen. Das Fluid wird in das Servoventil 19 durch eine zentrale Leitung 31 eingeleitet, die zwischen den Abdeckstücken 29 mündetThe servo valve 19 has a distribution piston rod 28, the ends of which are fastened to the magnetic coils 21. As a result of the excitation of the magnetic coils, the piston rod 28 is displaced in one direction or the other. The piston rod has two cylindrical thickenings 29 in its central area, the distance between them is chosen so that their displacement in one direction or the other by energizing the magnetic coils 21 one or the other of the lines 22 closes and at the same time the emptying of the unused Part of the Koibens permitted. The housing of the servo valve 19 is provided with four outlet openings 90 and 91, the openings 90 being in the vicinity of the line connections 22 and opening into the lines 22, while the openings 91 lie between the cylindrical cover parts 29 and the magnetic coils 21. That Fluid is introduced into the servo valve 19 through a central line 31 extending between the cover pieces 29 opens
Wenn eine der Magnetspulen 21 durch elektrischen Strom erregt wird, beispielsweise die in F i g. 4 links eingezeichnete Magnetspule, zieht sie die Kolbenstange 28 an. so daß der der erregten Magnetspule gegenüberliegende Abdeckteil 29 die zugehörige Leitung 22 verschließt, während die andere Leitung 22 geöffnet wird. Dies führt zu einem Druckunterschied zwischen den Stirnflächen der Stange 24, die sich entsprechend verschiebt und die Zunge mit Hilfe der Nase 26 schwenkt, wie das durch die in der Fig.4 vorgesehenen Pfeile angezeigt wird. Gleichzeitig strömt das Fluid des Kolbenzylinders 18, das durch den Kolben 24 verdrängt wird, durch die Austrittsöffnungen 90 und 91. die zu den Kanälen 22 gehören, nach außen, wie dies in der F i g. 4 durch die Pfeile angezeigt istWhen one of the solenoids 21 is energized by electric current, such as the one shown in FIG. 4 drawn on the left Magnetic coil, it attracts the piston rod 28. so that the opposite of the energized solenoid Cover part 29 closes the associated line 22, while the other line 22 is opened. This leads to a pressure difference between the end faces of the rod 24, which moves accordingly and the tongue pivots with the aid of the nose 26, as indicated by the arrows provided in FIG is shown. At the same time, the fluid of the piston cylinder 18, which is displaced by the piston 24, flows is, through the outlet openings 90 and 91. belonging to the channels 22, to the outside, as shown in FIG. 4th indicated by the arrows
Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die dafür Sorge tragen, daß die durch die Verbrennungsgase auf die konkaven, von der Spitze 13 ausgehenden Kanten 11a ausgeübten Kräfte, die bestrebt sind, die Zunge 11 zu drehen (beispielsweise in der Richtung des Pfeiles Hin F i g. 4) im wesentlichen gleich den Gegenkräften sind, die durch die Gase auf die von der Spitze 13 weiter entfernteren Kanten 11a ausgeübt werden.According to an essential feature of the invention, means are provided which ensure that the forces exerted by the combustion gases on the concave edges 11a emanating from the tip 13, which tend to rotate the tongue 11 (for example in the direction of the arrow Regarding Fig. 4) are essentially equal to the opposing forces which are exerted by the gases on the edges 11a which are further away from the tip 13.
Diese letzteren Kräfte sind bestrebt die Zunge in der durch den Pfeil /angezeigten Richtung um die Achse 12 zu drehen, die dem Drehsinn des Pfeiles H entgegengesetzt ist. soweit die Kante 11a auf der rechten Seite der Zunge 11 gemäß F i g. 4 betroffen ist.These latter forces tend to rotate the tongue in the direction indicated by the arrow / about the axis 12, which is opposite to the direction of rotation of the arrow H. as far as the edge 11a on the right side of the tongue 11 according to FIG. 4 is affected.
Zu diesem Zweck wird die Drehachse 12 so gewählt. daß die Fläche der Kante 11a, die zwischen der Höhe der Achse 12 (es wird angenommen, daß die Zunge 11 vertikal und die Achse 12 horizontal ist) und der Höhe der Spitze 13 liegt, kleiner ist als die Fläche der Seitenkante 11a, die unterhalb des Niveaus der Achse 12 liegt.The axis of rotation 12 is selected for this purpose. that the area of the edge 11a which is between the height axis 12 (it is assumed that tongue 11 is vertical and axis 12 is horizontal) and height the tip 13 is smaller than the area of the side edge 11a, which is below the level of the axis 12.
Der Gasdruck ist in dem sich erweiternden Teil 17 in der Nähe der Mündungsstelle 8 kleiner als zwischen der
Spitze 13 und der Höhe der Achse 12. Es ist verständlich, daß eine geeignete Positionierung der Achse praktisch
den Ausgleich zwischen den gegensinnig wirkenden Kräften ermöglicht, die durch die Verbrennungsgase
auf die Kanten 1 la der Zunge 11 einwirken und die dazu
neigen, diese in entgegengesetzte Richtungen zu drehen.
Auch wenn das vollständige Gleichgewicht nicht erreicht ist, reicht es aus, an die Steuerungsvorrichtung für
die Zunge 11 einen kleinen Impuls zu geben, um die Zunge in der einen oder anderen Richtung gegen die
Profilplatten 16 zu schwenken und den Gasstrom dementsprechend in die eine oder andere der sich erweiternden
Leitungen 17 zu lenken.The gas pressure is lower in the widening part 17 in the vicinity of the orifice 8 than between the tip 13 and the height of the axis 12. It is understandable that a suitable positioning of the axis enables practically the compensation between the opposing forces caused by the combustion gases act on the edges 11a of the tongue 11 and tend to rotate them in opposite directions.
Even if complete equilibrium is not achieved, it is sufficient to give the control device for the tongue 11 a small impulse in order to pivot the tongue in one direction or the other against the profile plates 16 and the gas flow accordingly into one or the other the widening lines 17 to direct.
Die Arbeitsweise und die Vorteile der beschriebenen Lenkvorrichtung sind folgende:The mode of operation and the advantages of the steering device described are as follows:
— nach dem Abfeuern des Geschosses 1 wird der Raketentreibstoff 5 der Vorratsbehälter 4a und 46 gezündet, so daß die Verbrennungsgase, die aus der Kammer 4a kommen, sich über die Längskanäle 6 mit den aus der Kammer 4b kommenden Verbrennungsgase mischen, wonach das Gemisch über die Düse 7 strömt. Die Gasströmung ist durch die Pfeile in F i g. 1 angedeutet.- After the projectile 1 has been fired, the rocket fuel 5 of the reservoirs 4a and 46 is ignited, so that the combustion gases coming from the chamber 4a mix via the longitudinal channels 6 with the combustion gases coming from the chamber 4b , after which the mixture via the Nozzle 7 flows. The gas flow is indicated by the arrows in FIG. 1 indicated.
Um die Verbrennungsgase in der einen oder anderen der beiden möglichen Richtungen zu lenken, genügt es.It is sufficient to direct the combustion gases in one or the other of the two possible directions.
daß die Zunge 11 um die Achse 12 geschwenkt wird, so daß die Spitze 13 gegen die eine oder die andere Kante 16a der Profilplatten 16 anschlägt.that the tongue 11 is pivoted about the axis 12, so that the tip 13 strikes against one or the other edge 16a of the profile plates 16.
Die sich erweiternde Leitung 17. auf deren Seite die Profilplatte 16 in Kontakt mit der Zunge 11 ist. ist verschlossen, so daß das Gas die geöffnete, sich erweiternde Leitung 17 nehmen muß, um durch die entsprechende Öffnung aus dem Geschoß auszutreten.The widening line 17 on the side of which the profile plate 16 is in contact with the tongue 11. is locked so that the gas must take the open, widening line 17 to through the corresponding To exit the opening from the storey.
Zum Schwenken der Zunge 11 wird die Steuerungsvorrichtung 18 ausgelöst, in dem eine der Magnetspulen 21 entsprechend der gewünschten Position der Zunge 11 erregt wird.To pivot the tongue 11, the control device 18 is triggered in which one of the magnetic coils 21 is excited according to the desired position of the tongue 11.
Die auf diese Weise hervorgerufene Transversalkraft (beispielsweise Pfeile Fl, F2 oder die zu Pfeil F3 entgegengesetzte Kraft) greift am Schwerpunkt des Ge-Schosses 1 an. dessen Flugbahn durch die Beschleunigung korrigiert wird, die das Geschoß fährt, während die Kraft wirkt Diese Flugbahnänderung führt zu keiner wesentlichen Änderung der Richtung der Geschoßachse, da die die Änderung bewirkende Kraft präzise im Geschoßschwerpunkt angreift, was einen wesentlichen Vorteil der Erfindung gegenüber bekannten Vorrichtungen darstelltThe transversal force produced in this way (for example arrows F1, F2 or the force opposite to arrow F3) acts on the center of gravity of the Ge-lap 1. whose trajectory is corrected by the acceleration that the projectile travels while the force is acting
Die Neigung der Gasströme nach der Verzweigung in bezug auf die Achse der Düse 7 (die vorzugsweise mit der Geschoßachse XX zusammenfällt) kann sich in weiten Grenzen zwischen der Senkrechten zu dieser Achse, wie durch die Pfeile Fl oder F2 (Fig.5) angedeutet, und einer mehr oder weniger geringen Neigung zu derThe inclination of the gas flows after the branching in relation to the axis of the nozzle 7 (which preferably coincides with the projectile axis XX ) can vary within wide limits between the perpendicular to this axis, as indicated by the arrows F1 or F2 (FIG. 5), and a more or less slight tendency towards the
betrachteten Achse variieren, beispielsweise bis zu einer Neigung, die durch den Pfeil F6 angedeutet ist, der in F i g. 5 gestrichelt eingezeichnet ist.considered axis vary, for example up to an inclination, which is indicated by the arrow F6 , which is shown in FIG. 5 is shown in dashed lines.
Um Gasströme mit verschiedenen Richtungen zur Düsenachse 7 zu erzeugen, muß die Konfiguration der sich erweiternden Ausstoßleitungen an die für die Gasströme gewünschte Neigung angepaßt werden.In order to generate gas flows with different directions to the nozzle axis 7, the configuration of the expanding discharge lines can be adapted to the slope desired for the gas flows.
Wenn diese gegen die Düsenachse und gegen die Achse des Geschosses geneigt sind, besitzen sie eine axiale Komponente, die vorteilhafterweise einen Längsschub erzeugen kann.If these are inclined to the nozzle axis and to the axis of the projectile, they have one axial component that can advantageously generate a longitudinal thrust.
In allen Fällen ist es gleichermaßen vorteilhaft, Kräfte um einen auf der XX-Achse des Geschosses gelegenen Punkt zu erzeugen, welcher Punkt im beschriebenen Ausführungsbeispiel der Geschoßschwerpunkt G ist.In all cases it is equally advantageous to generate forces around a point located on the XX axis of the projectile, which point is the projectile center of gravity G in the exemplary embodiment described.
Die durch das Verbrennen des Raketentreibstoffs entstehende Querkraft wird solange aufrecht erhalten, wie der Raketentreibstoff abbrennt. Wenn folglich erwünscht ist, an einem bestimmten Moment die auf diese Weise erzeugten Querkräfte zu annullieren, kann dies dadurch geschehen, daß die Zunge 11 um ihre Achse 12 in sehr kurzen Intervallen geschwenkt wird, so daß der Gasstrom abwechslungsweise in die eine oder die andere der sich erweiternden Leitungen 17 geführt wird. Die Resultierende dieser entgegengesetzten Kräfte ist Null. Das Geschoß verbleibt folglich auf seiner neuen Flugbahn, solange die Oszillation der Verteilzunge oder Umschaltzunge 11 aufrecht erhalten wird.The lateral force generated by burning the rocket fuel is maintained as long as how the rocket fuel burns down. Therefore, if so desired, at a certain moment they will act on this To cancel out the transverse forces generated in this way, this can be done in that the tongue 11 is about its axis 12 is pivoted at very short intervals so that the gas flow alternately in one or the other the widening lines 17 is performed. The resultant of these opposing forces is zero. The projectile therefore remains on its new trajectory as long as the oscillation of the distribution tongue or switching tongue 11 is maintained.
Die Tatsache, daß die beiden Treibstoffkammern 4a und 4f> symmetrisch zum Schwerpunkt G des Geschosses liegen, ist mit einem entscheidenden Vorteil verbunden: die Verbrennung des Raketentreibstoffs erfolgt symmetrisch zu beiden Seiten des Schwerpunktes G, so daß die Massenverringerung in beiden Vorratskammern die gleiche ist und daß folglich die Lage des Schwerpunktes G nicht geändert wird. Folglich befindet sich das Geschoß während der ganzen Dauer der Verbrennung der Treibstoffmassen 5 im Gleichgewicht.The fact that the two fuel chambers 4a and 4f are> symmetrical to the center of gravity G of the projectile is associated with a decisive advantage: the rocket fuel is burned symmetrically on both sides of the center of gravity G, so that the mass reduction in both storage chambers is the same and that consequently the position of the center of gravity G is not changed. As a result, the projectile is in equilibrium for the entire duration of the combustion of the fuel masses 5.
Die Wahl der Lage der Drehachse 12 der Zunge 11 wie oben erläutert, d. h. in der Weise, daß die an der Zunge 11 angreifenden Kräfte mit entgegengesetzter Richtung, die dazu neigen, die Zunge in entgegengesetzten Richtungen zu drehen, im wesentlichen gleich sind, ist auch für bekannte Systeme, insbesondere für Nadelventile, besonders vorteilhaft. Es genügt ein kleiner Impuls, um die Zunge 11 mit Hilfe einer Steuerungsvorrichtung, wie etwas beispielsweise der Vorrichtung 18 oder der in F i g. 6 dargestellten Vorrichtung, in die gewünschte Position zu schwenken.The choice of the position of the axis of rotation 12 of the tongue 11 as explained above, d. H. in such a way that the Tongue 11 attacking forces with opposite directions, which tend to move the tongue in opposite directions Rotating directions, which are essentially the same, is also possible for known systems, in particular for needle valves, particularly advantageous. A small pulse is enough to move the tongue 11 with the help of a control device, such as, for example, the device 18 or the one shown in FIG. 6 shown device in the desired Pan position.
Die Geometrie der Düse 7 und der Spitze 13 der Zunge 11 ist vorteilhafterweise so bestimmt, daß der Gasdurchsatz durch die Düse 7 unabhängig von der Bewegung der Zunge 11 konstant bleibt.The geometry of the nozzle 7 and the tip 13 of the tongue 11 is advantageously determined so that the Gas throughput through the nozzle 7 remains constant regardless of the movement of the tongue 11.
In der Tat bleibt der in der Düse 7 freigelassene Querschnitt für die Gasströmung konstant, unabhängig davon, in welcher Position sich die Zunge 11 befindet, wodurch schädliche Vibrationen, die sich bei einer Druckänderung ereignen würden, vermieden werden.In fact, the cross-section left free in the nozzle 7 for the gas flow remains constant, regardless of in which position the tongue 11 is, thereby damaging vibrations that occur in a Pressure change would occur, are avoided.
Ein weiterer Vorteil der Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung folgt daraus, daß bei der Schwenkachse 12 der Zunge keine Dichtgelenke erforderlich sind. Die Achse lagert in der Platte 14 und wird dort zwischen dieser und der Platte 10 gehalten und verbleibt als Ganzes in dem Bereich, in dem die Druckaustauschungen stattfinden, ohne daß die Notwendigkeit bestünde, sie zu erreichen.Another advantage of the steering device according to the invention follows from the fact that the pivot axis 12 the tongue no sealing joints are required. The axis is stored in the plate 14 and is there between this and the plate 10 held and remains as a whole in the area in which the pressure exchanges take place without the need for them to reach.
Die Steuerung zum Schwenken der Verteilerzunge 11 kann entweder diskonstinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, wobei sich im letzteren Fall die Verteilung der Gasströme proportional zum Schwenkwinkel der Zunge 11 zwischen den Platten 16 gemäß einem bekannten Regelvcrfahren vollzieht. Die Gase werden folglich gleichzeitig durch zwei Öffnungen 8 der sich erweiternden Leitungen 17 ausgestoßen. Wenn die Spitze 13 der Zunge sich in der Mitte zwischen den Profilplatten 16 befindet, sind die Gasströme gleich stark und erzeugen gleiche, jedoch entgegengesetzteThe control for pivoting the distributor tongue 11 can be either discontinuous or continuous be carried out, the distribution of the gas flows being proportional to the pivot angle in the latter case of the tongue 11 between the plates 16 according to a known control method. The gases are consequently ejected through two openings 8 of the widening lines 17 at the same time. If the Tip 13 of the tongue is located in the middle between the profile plates 16, the gas flows are the same strong and produce the same, but opposite
ίο Querkräfte, deren Resultierende folglich Null ist. Das Geschoß behält seine Bahn bei, solange die Gleichheit der Gasströme aufrecht erhalten wird.ίο shear forces, the resultant of which is therefore zero. That The projectile maintains its trajectory as long as the equality of the gas flows is maintained.
Bei der in F i g. 6 dargestellten Ausführungsform enthält die Steuerungsvorrichtung 33 für das Schwenken der Zunge 34 einen Querkanal 35, der die beiden Längskanäle 6 verbindet und der mit Mitteln ausgerüstet ist, um die in diesem Kanal 35 enthaltenen Gase abwechslungsweise gegen das eine oder andere Ende der Kante 36 der Zunge 34 zu lenken, die der Spitze 13 gegenüberliegt. In the case of the in FIG. The embodiment shown in FIG. 6 includes the control device 33 for the pivoting the tongue 34 has a transverse channel 35 which connects the two longitudinal channels 6 and which is equipped with means, around the gases contained in this channel 35 alternately against one or the other end of the edge 36 to steer the tongue 34 which is opposite the tip 13.
In der dargestellten Ausführungsform enthalten diese Mittel eine Schubstange 37, die im zentralen Teil des Kanals 35 unter der Wirkung einer Steuerungsmagnetspule 38 hin- und herbewegt wird. Die Schubstange 37 besteht aus einer Metallstange, die die Magnetspule 38 bewegt und die an beiden Enden zwei Zylinderkörper 39 aufweist. Diese sind so bemessen, daß abwechslungsweise einer der beiden Eingänge für die Leitungen 41 und 42 verschlossen wird, die mit dem Querkanal 35 in Verbindung stehen und die jeweils zu einem Zylinder 43 führen.In the embodiment shown, these means include a push rod 37 which is located in the central part of the Channel 35 is reciprocated under the action of a control solenoid 38. The push rod 37 consists of a metal rod that moves the magnetic coil 38 and two cylinder bodies at both ends 39 has. These are dimensioned so that one of the two inputs for the lines 41 and 42, which are in communication with the transverse channel 35 and which each lead to a cylinder 43 to lead.
Dieser Zylinder 43 enthält einen Kolben 44, der mit einer Schubstange 45 ausgerüstet ist, die an den Ecken der Kante 36 der Zunge 34 angreift, um diese in der gewünschten Richtung um ihre Achse 12 zu verschwenken. Die aus dem Kolben 44 und der Schubstange 45 bestehende Einheit ist vorzugsweise mit einem Kugelgelenk ausgerüstet, wodurch das Ende der Schubstange 45 in Kontakt mit der Kante 36 während des Schwenkens der Zunge 34 bleiben kann. Durch zwei Öffnungen 92 in der Leitung 35, die zu beiden Seiten der Magnetspule 38 liegen, kann Gas austreten.This cylinder 43 contains a piston 44 which is equipped with a push rod 45 which is at the corners the edge 36 of the tongue 34 engages in order to pivot it about its axis 12 in the desired direction. The unit consisting of the piston 44 and the push rod 45 is preferably with a ball joint equipped, whereby the end of the push rod 45 is in contact with the edge 36 during pivoting the tongue 34 can remain. Through two openings 92 in the line 35 on either side of the solenoid 38, gas can escape.
Dieses System macht folglich von der Energie der Druckgase Gebrauch, die in den Leitungen 6 von der Treibstoff kammer 4a in die Treibstoffkommer 4i> (Pfeile Mj fließen.This system therefore makes use of the energy of the compressed gases in the lines 6 of the Fuel chamber 4a flow into fuel chamber 4i> (arrows Mj.
Der durch die Gase auf die beiden Zylinderkörper 39 ausgeübte Druck ist auf beiden Seiten gleich, solange die Magnetspule 38 nicht erregt ist Die Schubstange 37 wird durch keine weitere Kraft beaufschlagt und die Zunge 34 bleibt in ihrer mittleren Gleichgewichtsposition. Wenn die Magnetspule 38 erregt wird, bewegt sich die Stange 37 in der einen oder anderen Richtung, so daß einer der Zylinderkörper 39 den Eingang der zugehörigen Leitung 41 oder 42 freigibt. Danach strömt das Druckgas in die frei gegebene Leitung ein und verschiebt den Kolben 43 mit der Kolbenstange 45, durch die die Zunge 34 geschwenkt wird, während das durch den anderen Kolben 43 verdrängte Gas durch die Leitung 41 und die entsprechende Austrittsöffnung 92 austritt. The pressure exerted on the two cylinder bodies 39 by the gases is the same on both sides as long as the solenoid 38 is not energized. The push rod 37 is not acted upon by any further force and the Tongue 34 remains in its middle equilibrium position. When solenoid 38 is energized, it moves the rod 37 in one direction or the other, so that one of the cylinder bodies 39 is the entrance of the associated Line 41 or 42 releases. The pressurized gas then flows into the released line and shifts the piston 43 with the piston rod 45 through which the tongue 34 is pivoted while the through the other piston 43 displaced gas through the line 41 and the corresponding outlet opening 92 exits.
Die Steuerungsvorrichtung 33 besitzt den Vorteil, daß direkt die Energie der Verbrennungsgase zur Auslösung der Schwenkbewegungen der Zunge 34 ausge-The control device 33 has the advantage that directly the energy of the combustion gases for triggering the pivoting movements of the tongue 34
b5 nützt wird.b5 is used.
Bei der in den Fig. 7 bis 13 dargestellten Ausführungsform ist die Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Verteilvorrichtung für das aus dem Ge-In the embodiment shown in FIGS. 7 to 13, the steering device is according to the invention with a distribution device for the
schoß austretende Gas ausgerüstet, bei der in vier verschiedene Richtungen gerichtete Leitungen vorgesehen sind. Die Richtungen liegen in zwei zueinander senkrechten Ebenen, von denen eine die Geschoßachse enthält. shot escaping gas equipped with pipes directed in four different directions are. The directions lie in two mutually perpendicular planes, one of which contains the floor axis.
Das Verteilsystem, das in seiner Gesamtheit in den Fig. 7 bis 12 dargestellt ist, enthält eine bewegliche Zunge 46, die mit einem zugehörigen feststehenden Teil 47 zusammenwirkt, das kraftschlüssig mit dem Geschoßkörper verbunden ist. Die Zunge 46 besieht aus einem Pyramidenstumpf 48, an dessen vier Basisseiten vier gleiche Arme 49 angeordnet sind, die gegenüber der Achse YYdes Pyramidenstumpfes 48 (Fig.9) jeweils die gleiche Neigung einnehmen und die jeweils winkelmäßig um 90° versetzt sind. Die Zunge 46 weist eine Symmetrieebene auf, in der die Achse des Kegelstumpfes 48 liegt. Die Stirnfläche des Kegelstumpfes besitzt vorzugsweise eine leichte Wölbung 51 und greift in eine Düse 52 ein, die praktisch im Innern des feststehenden Teiles 47 liegt.The distribution system, which is shown in its entirety in FIGS. 7 to 12, contains a movable tongue 46 which cooperates with an associated fixed part 47 which is positively connected to the projectile body. The tongue 46 inspects of a truncated pyramid 48, v ier at the four base sides of equal arms 49 are arranged relative to the axis YY of the truncated pyramid 48 (Fig.9) in each case assume the same inclination and which are each angularly offset by 90 °. The tongue 46 has a plane of symmetry in which the axis of the truncated cone 48 lies. The end face of the truncated cone preferably has a slight curvature 51 and engages in a nozzle 52 which is practically in the interior of the fixed part 47.
In der beschriebenen Ausführungsform sind die Konturen des Kopfes des Pyramidenstumpfes 48 und der zugehörigen Düse 52 quadratisch, wie dies aus der F i g. 12 ersichtlich ist. Beide Teile sind gegenseitig so dimensioniert, daß der Gasdurchsatz unabhängig von der Stellung des Pyramidenstumpfes 48 konstant bleibt.In the embodiment described, the contours are of the head of the truncated pyramid 48 and the associated nozzle 52 square, as shown in FIG. 12 can be seen. Both parts are mutually dimensioned in such a way that that the gas throughput remains constant regardless of the position of the truncated pyramid 48.
Das feststehende Teil 47 ist so ausgebildet, daß es mit der Zunge 46 vier sich erweiternde Kanäle bildet, die den vier Armen 49 entsprechen und von denen drei (53, 54,55) in der Fi g. 10 zu erkennen sind. Die Richtungen der vier Gasausstoßkanäle entsprechen näherungsweise den durch die Pfeile F7 und F10 der F i g. 13 definierten Richtungen, die wiederum den Achsen der vier sich erweiternden Kanäle entsprechen. Es sind Mittel vorgesehen, um das Verschwenken der Zunge 46 um einen in ihrem Innern liegenden Punkt zu ermöglichen. Im Schwenkpunkt ist ein Kugelgelenk 56 (F i g. 9) vorgesehen, wodurch die Möglichkeit gegeben ist. das Gas wahlweise in verschiedene sich erweiternde Kanäle zu leiten.The fixed part 47 is formed so that it is with the tongue 46 forms four widening channels which correspond to the four arms 49 and of which three (53, 54,55) in Fig. 10 can be seen. The directions of the four gas discharge channels correspond approximately to those indicated by arrows F7 and F10 in FIG. 13 defined Directions which in turn correspond to the axes of the four expanding channels. Funding is provided to allow the tongue 46 to pivot about a point located in its interior. in the The pivot point is a ball joint 56 (FIG. 9), which makes it possible. the gas optionally to lead into different expanding channels.
Die aus der Zunge 46 und dem feststehenden Teil 47 bestehende Einheit stellt die Düse, genauer gesagt, die Lenkvorrichtung dar.The unit consisting of the tongue 46 and the fixed part 47 constitutes the nozzle, more precisely the Steering device.
Das Kugelgelenk 56 sitzt auf der Achse der Düse 52 und auf der Geschoßachse auf einem zum Geschoß koaxialen Träger 57.The ball joint 56 sits on the axis of the nozzle 52 and on the axis of the projectile on a coaxial to the projectile Carrier 57.
Gemäß einer Besonderheit dieser Ausführungsform besitzt jeder Arm 49 einen trogförmigen Querschnitt, wie das insbesondere in F i g. 7 zu erkennen ist. Dieser wirkt mit einem entsprechenden ausgehöhlten Arm 58 des feststehenden Teiles 47 zusammen. Die Arme 58 besitzen ebenfalls einen trogförmigen oder U-förmigen Querschnitt, der komplementär zu dem Querschnitt der Arme 49 ist. Wenn die Arme 49 und 58 sich gegenseitig nähern, werden genauso viele sich erweiternde Leitungen für das Gas gebildet wie Arme an den Teilen 46 und 47 vorgesehen sind, d. h. es werden vier Leitungen gebildet. Die Düse 52 sitzt im Zentrum des Teiles 47, d. h. im Verbindungsbereich der vier Arme 58. Die Zunge 46 stellt eine Halbschale mit einem Zapfen dar, der in dem entsprechenden schalenförmigen feststehenden Teil 47 gelagert ist.According to a special feature of this embodiment, each arm 49 has a trough-shaped cross-section, like that in particular in FIG. 7 can be seen. This acts with a corresponding hollowed arm 58 of the fixed part 47 together. The arms 58 also have a trough-shaped or U-shaped Cross-section that is complementary to the cross-section of the Arms 49 is. As the arms 49 and 58 approach each other, there will be an equal number of widening lines formed for the gas as arms are provided on parts 46 and 47, d. H. four lines are formed. The nozzle 52 sits in the center of the part 47; H. in the connecting area of the four arms 58. The tongue 46 represents a half-shell with a pin, which is in the corresponding shell-shaped fixed part 47 is stored.
Dieser Aufbau sichert die größtmögliche Dichtheit des Systems, wobei jeder Gasaustritt in zwei der Leitungen verhindert wird, wenn die weiteren anderen Leitungen das Gas führen sollen.This structure ensures the greatest possible tightness of the system, with every gas leakage in two of the lines is prevented if the other other lines are to carry the gas.
Die Arbeitsweise der Düse und des Verteilsystems, das in den F i g. 7 bis 12 dargestellt ist. ist folgende:The operation of the nozzle and the distribution system shown in FIGS. 7 to 12 is shown. is the following:
Die Lenkung erfolgt durch Schwenkung der Zunge 47, um das feststehende Kugelgelenk 56 mit Hilfe einer mechanischen, elektrischen, pneumatischen oder anderen Vorrichtung, die an einen Regelkreis des Geschosses angeschlossen ist. Die Zunge 46 kann so geschwenkt werden, daß zwei gegenüberliegende Seiten der Stirnfläche 51 des Kegelstumpfes 48 gegen die entsprechenden benachbarten Seiten der quadratischen Düse 52 drücken, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Diese Position ist ähnlich der in F i g. 11 dargestellten, bei der der Kegelstumpf 48 nahezu in Kontakt mit den beiden Seitenflächen der Düse 52 ist. Wenn der Raketentreibstoff der Kammern gezündet wird, strömen die Verbrennungsgase in die beiden durch die Zunge 46 freigelassenen sich erweiternden Kanäle, d. h. im Ausführungsbeispielder Fig. 10 in die Kanäle 54 und 55.The steering takes place by pivoting the tongue 47 to the fixed ball joint 56 with the help of a mechanical, electrical, pneumatic or other device connected to a control circuit of the projectile connected. The tongue 46 can be pivoted so that two opposite sides of the end face 51 of the truncated cone 48 against the corresponding adjacent sides of the square nozzle 52 Press as shown in FIG. This position is similar to that in FIG. 11 shown, in which the The truncated cone 48 is almost in contact with the two side surfaces of the nozzle 52. When the rocket fuel of the chambers is ignited, the combustion gases flow into the two released by the tongue 46 widening channels, d. H. in the embodiment of FIG. 10 into channels 54 and 55.
Die Gase werden auf diese Weise in zwei Richtungen, die in zwei zueinander senkrechten Ebenen liegen (Pfeile F11 und F12 in F i g. 12) aus dem Geschoß ausgestoßen. Die Gasdurchsätze sind in beiden Richtungen im wesentlichen gleich und besitzen eine Resultierende F13, die durch die Diagonale des Quadrats mit den Seiten FIl und F12 dargestellt wird. Durch die Reaktionskraft wird das Geschoß in der zur Richtung F13 entgegengesetzten Richtung verschoben. Wenn das Geschoß auf seiner neuen Flugbahn stabilisiert werden soll, genügt es, daß die Zunge 46 durch das Steuersystem in eine mittlere Position zurückgestellt wird, bei der die vier Kanäle, wie dies in F i g. 9 dargestellt ist, freigegeben sind. Die Gase können folglich gleichzeitig in vier Richtungen strömen, die durch die Armpaare 49 und 58 definiert sind, wobei die Durchsätze gleich sind, so daß die Resultierende aus den vier Schubkräften gleich Null ist.In this way, the gases are expelled from the projectile in two directions which lie in two mutually perpendicular planes (arrows F11 and F12 in FIG. 12). The gas flow rates are essentially the same in both directions and have a resultant F13, which is represented by the diagonal of the square with the sides FIl and F12. The reaction force moves the projectile in the opposite direction to direction F13. If the projectile is to be stabilized on its new trajectory, it is sufficient that the tongue 46 is returned by the control system to a central position in which the four channels, as shown in FIG. 9 are released. The gases can thus flow simultaneously in four directions defined by the pairs of arms 49 and 58, the flow rates being equal so that the resultant of the four thrust forces is zero.
Es ist möglich, die Gasausstoßleitungen so zu gestalten, daß die letzteren in vier, ein Kreuz bildende Richtungen weisen, die senkrecht zur Geschoßachse liegen, wie dies durch die Pfeile in F i g. 13 gezeigt ist. Die Axialkomponente einer jeden der vier Schubkräfte ist folglieh Null.It is possible to design the gas discharge pipes so that the latter point in four directions, forming a cross, which are perpendicular to the axis of the projectile, as indicated by the arrows in FIG. 13 is shown. The axial component of each of the four thrust forces is consequential Zero.
In den Fig. 14 bis 16 ist ein Verteilsystem dargestellt, das eine konusförmige Zunge 59 besitzt, die in ihrer zentralen Lage koaxial zu dem Geschoß ist. Die abgerundete Konusspitze 61 greift in eine entsprechende runde Düse 62 ein.14 to 16 show a distribution system, which has a conical tongue 59 which, in its central position, is coaxial with the projectile. The rounded one Cone tip 61 engages in a corresponding round nozzle 62.
Die Zunge 59 ist hohl und schwenkbar um einen in ihrem Inneren gelegenen Punkt gelagert. Im Schwenkpunkt sitzt ein Kugelgelenk 63. das von einem Träger 64 in analoger Weise wie das Kugelgelenk 56 getragen wird. Dabei können die gleichen Mittel zum Schwenken der konischen Zunge 59 um das Kugelgelenk 63 eingesetzt werden.The tongue 59 is hollow and pivotable about a point located in its interior. In the pivot point a ball joint 63 is seated, which is carried by a carrier 64 in a manner analogous to the ball joint 56 will. The same means for pivoting the conical tongue 59 about the ball joint 63 can be used will.
Wenn die Spitze 6i der Zunge 59 in der Mine umrunden Düse 62 gehalten wird, wie dies in F i g. 15 dargestellt ist, bildet das rings um die Zunge ausströmende Gas einen zum Geschoß koaxialen Kegelmantel. Um zu ermöglichen, daß das ausgestoßene Gas praktisch kontinuierlich rings um den Geschoßmantel austreten kann, ist dieser in seinem Bereich nahe der Basis der Zunge 59 mit einer ringförmigen öffnung 64 versehen. Verbindungsrippen 65, die ausreichend kräftig sind, stellen die Verbindung zwischen den beiden Teilen des Geschosses 1 sicher.When the tip 6i of the tongue 59 round in the mine Nozzle 62 is held as shown in FIG. 15 shown is, the gas flowing out around the tongue forms a cone surface that is coaxial to the projectile. In order to enable the expelled gas to exit virtually continuously around the projectile jacket, this is provided with an annular opening 64 in its area near the base of the tongue 59. Connecting ribs 65, which are sufficiently strong, provide the connection between the two parts of the floor 1 sure.
Wenn die Zunge 59 um das Kugelgelenk 63 geschwenkt wird und sich der Wand der Düse 62 bis beispielsweise in die in der F i g. 16 dargestellte Position nähert, strömen die Verbrennungsgase vorzugsweise in Form eines Halbmondes 66 aus. Der Gasdurchsatz an-When the tongue 59 is pivoted around the ball joint 63 and the wall of the nozzle 62 to for example into the one shown in FIG. 16 approaches, the combustion gases flow preferentially in Shape of a crescent moon 66. The gas throughput
den sich von einer Spitze des Halbmondes zur anderen und ist in dem Bereich am gröBten, wo der Abstand zwischen der Wand der Döse 62 und der Außenwand der Spitze 61 am größen ist. Ein sehr geringer Gasdurchsatz besteht auf beiden Seiten der Kontaktlinie zwischen der Spitze 61 und der Düsenwand 62 weiter. Die resultierende Schubkraft verläuft folglich durch den Bereich, in dem der Abstand zwischen der Wand der Düse und der Spitze 62 am größten ist Die Resultierende ist folglich dem Pfeil F14 entgegengerichtet. Durch ie kontinuierliches Schwenken der Zunge 59 um das Kugelgelenk 63 wird folglich ein orientierbarer Gasfächer erzeugt.which extends from one point of the crescent to the other and is greatest in the area where the distance between the wall of the socket 62 and the outer wall of the tip 61 is the largest. A very low gas flow persists on both sides of the line of contact between tip 61 and nozzle wall 62. The resulting thrust therefore runs through the area in which the distance between the wall of the The nozzle and the tip 62 is the largest. The resultant is consequently directed in the opposite direction to the arrow F14. Through ie continuous pivoting of the tongue 59 about the ball joint 63 consequently becomes an orientable gas fan generated.
Die kontinuierliche Steuerung der Zunge 59 sowie andere Betätigungsarten der Zunge können mit Hilfe von gekreuzten Positionsfühlern für die Zunge (beispielsweise zwei Potentiometer) realisiert werden, die in an sich bekannter Weise mit einer Regelschaltung und einem Stellmotor verbunden sind.The continuous control of the tongue 59 as well as other types of actuation of the tongue can be done with the help can be realized by crossed position sensors for the tongue (e.g. two potentiometers), which in are connected to a control circuit and a servomotor in a manner known per se.
F i g. 17 zeigt eine Ausführungsvariante zu der Vorrichtung nach F i g. 4. bei der die Steuerung der Zunge 11 über eine Regelschaltung mit Hilfe von zwei Positionsfühlern 94 erfolgt, die in der Nähe der Zunge 11 angeordnet sind.F i g. 17 shows a variant embodiment of the device according to FIG. 4. in which the tongue 11 is controlled via a control circuit with the aid of two position sensors 94 takes place, which are arranged in the vicinity of the tongue 11.
Diese sind über zwei nicht dargestellte Anschlüsse mit einem Element 95 verbunden, das einen Kolben % enthält, der kraftschlüssig mit einem Kolben 94 über eine Kolbenstange 97 in Verbindung steht. Dieses Organ 95 ist an einen Vergleicher 98 angeschlossen. Der letztere ist selbst einerseits an ein elektrisches Positionssteuersystem für die Zunge 11 (nicht dargestellt) und andererseits an z»vei Magnetspulen 21 des Servoventils 19 über einen Verstärker 99 (Verbindungen 100 und 101) angeschlossen.These are connected to an element 95 via two connections, not shown, which has a piston% which is frictionally connected to a piston 94 via a piston rod 97. This organ 95 is connected to a comparator 98. The latter is itself on the one hand an electrical position control system for the tongue 11 (not shown) and on the other hand to two solenoid coils 21 of the servo valve 19 connected through an amplifier 99 (connections 100 and 101).
Das Steuersystem für die Position der Zunge schickt folglich elektrische Impulse an die eine oder die andere der beiden Magnetspulen des Servoventils 19 über den Verstärker 99 in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses zwischen den Signalen, die der Vergleicher 98 empfängt. Die Stellung der Zunge wird durch das Steuersystern des Geschosses auf diese Weise nachgestellt.The control system for the position of the tongue thus sends electrical impulses to one or the other of the two solenoid coils of the servo valve 19 via the amplifier 99 as a function of the comparison result between the signals that the comparator 98 receives. The position of the tongue is controlled by the control system of the projectile adjusted in this way.
Sämtliche beschriebene Ausführungsformen besitzen den bereits erwähnten Vorteil, daß auf Leitflächen für das Geschoß vollkommen verzichtet werden kann. Die Herstellung der Geschosse wird vereinfacht, wodurch diese wesentlich billiger werden. Ein anderer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß praktisch die Verzögerungszeitkonstante, zwischen dem Steuerbefehl und seiner Ausführung, die bei allen derzeit bekannten Vorrichtungen vorhanden waren, vollkommen ausgeschaltet wird, wodurch insbesondere die Wirksamkeit der Lenkvorrichtung für das Geschoß verbessert wird. Hieraus folgt, daß die Zielgenauigkeit erheblich gesteigert werden kann.All of the embodiments described have the advantage already mentioned that on guide surfaces for the projectile can be completely dispensed with. The production of the projectiles is simplified, whereby these will be much cheaper. Another essential advantage is that practically the delay time constant, between the control command and its execution, which is the case with all currently known devices were present, is completely eliminated, thereby reducing the effectiveness of the Steering device for the projectile is improved. From this it follows that the aiming accuracy is increased considerably can be.
Die Erfindung ist nicht auf die verschiedenen Ausführungsformen begrenzt und kann zahlreiche Ausführungsvarianten, sowohl beschriebene als auch andere, umfassen. Die Lenkvorrichtung kann vor allem an einer Stelle außerhalb des Geschoßschwerpunktes, beispielsweise vor diesem angeordnet werden. In diesem Fall führt die Auslösung der Lenkvorrichtung zu einer Änderung der Richtung der Geschoßachse auf dessen Flugbahn, was in manchen Fällen erwünscht sein kann, beispielsweise um die Entfaltung der Geschoßleitflächen, etwa vom Ententyp, zu verhindern, was wiederum b5 den Vorteil aufweist, daß die Aerodynamik des Geschosses erhalten bleibt.The invention is not limited to the various embodiments and can have numerous embodiment variants, both described and others. The steering device can mainly on a Place outside the center of gravity of the storey, for example in front of it. In this case the triggering of the steering device leads to a change in the direction of the projectile axis on it Trajectory, which may be desirable in some cases, for example to allow the bullet guide surfaces to unfold, something of the duck type to prevent, which in turn b5 has the advantage that the aerodynamics of the projectile preserved.
Es ist auch möglich, andere Gasgeneratoren als Kammern mit Festtreibstoff zu verwenden, beispielsweise können Behälter mit komprimiertem Gas eingesetzt werden. Zur Herstellung des Gleichgewichts der Verteilerzunge für das Gas auf nur zwei sich erweiternde Kanäle, wie die Zunge 11 der Fig.2 zum Beispiel, kann vorgesehen sein, die Dicke der Kanten dieser Zunge ausgehend von der Spitze bis zu den Öffnungen der Kanäle zu vergrößern. Diese Lösung ist jedoch technisch schwieriger durchzuführen als diese, die darin besteht, die Drehachse so festzulegen, daß sich die Kräfte und Gegenkräfte ausgleichen. Es können gleichermaßen lediglich ein einziger oder auch mehrere Kanäle zwischen den Treibstoffkammern oder allgemeiner zwischen den Gasgeneratoren vorgesehen werden.It is also possible to use gas generators other than chambers to use with solid propellant, for example containers with compressed gas can be used will. To restore the balance of the distributor tongue for the gas on only two widening channels, such as the tongue 11 of Figure 2, for example, can be provided, the thickness of the edges of this tongue starting from the tip to the openings of the Channels to enlarge. However, this solution is technically more difficult to implement than this one, which consists in set the axis of rotation so that the forces and opposing forces balance each other. It can equally only a single or multiple channels between the fuel chambers or more generally between the gas generators are provided.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
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